Способ получения орто- и пара-аминофенолов

Авторы патента:

C07C215/76 - одного и того же неконденсированного шестичленного ароматического кольца

C07C213/00 - Получение соединений, содержащих амино- и оксигруппы, амино- и простые эфирные группы или амино- и сложноэфирные группы, связанные с одним и тем же углеродным скелетом

B01J31/22 - органические комплексы

Владельцы патента RU 2786515:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук (УФИЦ РАН) (RU)

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения орто- и пара-аминофенолов, которые являются важным сырьем для химической и фармацевтической промышленности. Предлагаемый способ получения орто- и пара-аминофенолов осуществляется путем окисления анилина в щелочной среде. Способ включает выделение экстракцией бутанолом промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов и их гидролиз соляной кислотой при 85-95°С. Окисление анилина проводят персульфатом аммония (ПСА) при мольном соотношении анилин : NaOH : ПСА, равном 1:5:2, температуре 40-60°С в присутствии 0,01-0,03 вес.% фталоцианинового катализатора окисления (фталоцианина кобальта, железа(II), железа(III), марганца, никеля, цинка) в течение 3-15 ч до промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, экстракцией бутанолом выделяют промежуточные 4(2)-аминофенилсульфаты, которые подвергают кислотному гидролизу с получением смеси орто- и пара-аминофенолов, из которой орто-аминофенол выделяют экстракцией хлороформом, пара-аминофенол остается в водной фазе. Технический результат: увеличение выхода целевых продуктов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 26 пр.

Изобретение относится к органической химии, конкретно к синтезу орто- и пара-аминофенолов, которые являются важным сырьем для химической и фармацевтической промышленности. Так, орто-аминофенол используется в составе красителя для меха, в фотографии как проявитель, в синтезе некоторых лекарственных препаратов. Пара-аминофенол используется как компонент красителей для меха, черно-белый проявитель в фотографии, в синтезе лекарственных препаратов, в частности парацетамола.

Известен двухстадийный способ получения орто- и пара-аминофенолов. На первой стадии проводят нитрование фенола, на второй - восстановление соответствующего нитрофенола в присутствии железных опилок в кислой среде (А.Е. Чичибабин «Основные начала органической химии, т. II).

Нитрофенолы, в свою очередь, можно получить нитрованием фенола [US 3663261 (1973), US 3517075 (1971), US 3510527 (1971)], гидроперекиси кумола [US 3388173 (1968)], из нитрохлорбензола [US 3263011 (1966)], окислением нитрозофенола [пат. СРР 53445 (1971), RU 2076095 (1997)].

Так, при нитровании фенола нитрующей смесью, состоящей из азотной, серной кислот и оксидов азота [US 3663261 (1973), US 3517075 (1971)] либо жидкими оксидами азота в азотной кислоте [US 3510527 (1971)] получают смесь орто- и пара-нитрофенолов с выходом 17 и 73% соответственно. Недостатком данного метода является использование токсичных оксидов азота.

При нитровании гидроперекиси кумола смесью азотной кислоты и оксидов азота в хлороформе также получают смесь орто- и пара-нитрофенолов с выходом 30 и 7% соответственно [US 3388173 (1968)]. Недостатками этого метода наряду с использованием токсичных оксидов азота является применение неустойчивой гидроперекиси кумола, а также необходимость разделения орто- и пара-нитрофенолов перегонкой с водяным паром.

Согласно [US 3263011 (1966)] при нагревании 4- или 2-нитрохлорбензолов в автоклаве в 2-4%-ном водном растворе щелочи при 160°С при непрерывном продувании воздухом получают соответствующий нитрофенол. Недостатком данного способа получения нитрофенолов является проведение процесса под давлением, а также неселективность нитрования хлорбензола, требующая разделения орто- и пара-изомеров перегонкой с водяным паром.

Пара-Нитрофенолы можно также получать окислением пара-нитрозофенола. Так, по [пат. СРР 53445 (1971)] пара-нитрозофенол окисляют азотной кислотой, а согласно [RU 2076095 (1997)] - 33% перекисью водорода в присутствии катализатора Na₂WO₄⋅2H₂O. Общим недостатком метода является труднодоступность исходного пара-нитрозофенола, кроме того в первом случае происходит выделение токсичных оксидов азота в ходе окисления, а во втором - используется дорогостоящий и токсичный катализатор.

Пара-нитрозофенол можно восстановить до пара-аминофенола в этилацетате в присутствии катализатора Pd/C при давлении водорода 2,0-4,0 атм и температуре 20-50°С [RU 2461543 (2012)]. Недостатком метода является проведение процесса под давлением, использование дорогостоящего катализатора (Pd), а также экологически небезопасных растворов концентрированных кислот (HCl, HNO₃) и щелочей.

Известен способ получения аминофенолов путем фотоокисления ароматических аминов кислородом при облучении видимым светом в водно-органическом растворителе в присутствии активных и стабильных фотосенсибилизаторов, представляющих собой замещенные фталоцианины [RU 2567552 (2015)]. Выход п-аминофенола составляет 70%. Однако данный способ предполагает использование сложного специального оборудования -лазера или светодиодов.

Наиболее близким к заявляемому способу получения орто- и пара-аминофенолаов является двухстадийный процесс получения орто-аминофенола, на первой стадии которого анилин окисляют персульфатом калия в щелочной среде (24% NaOH) при комнатной температуре в течение 8 ч до промежуточного 2-аминофенилсульфата, который выделяют экстракцией бутанолом (выход около 20%), на второй стадии промежуточный 2-аминофенилсульфат подвергают гидролизу соляной кислотой при 85-95°С до орто-аминофенола [Boyland Е., Manson D., Sims P. The preparation of o-aminophenyl sulfates // J. Chem. Soc, 1953, 3623]. Недостатком способа является низкий выход продукта - орто-аминофенола (18-20%).

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение: получение орто- и пара-аминофенолов, заключается в увеличении выхода целевых соединений.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения орто- и пара-аминофенолов, на первой стадии которого анилин окисляют персульфатом аммония (ПСА) при 40-60°С в щелочной среде (24% NaOH) при мольном соотношении Анилин:NaOH:ПСА равном 1:5:2 в присутствии 0,01-0,03 вес% фталоцианинового катализатора окисления (фталоцианина кобальта, железа(II), железа(III), марганца, никеля, цинка - ФцМе) при перемешивании в течение 3-15 ч до промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов (АФС). Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, путем экстракции бутанолом выделяют 4(2)-аминофенилсульфаты (выход 46-85%), которые затем гидролизуют соляной кислотой при 85-95°С и получают смесь о- и п-аминофенолов, из которой экстракцией хлороформом выделяют о-аминофенол (о-АФ) (выход до 43%), п-аминофенол (п-АФ) остается в водной фазе (выход до 72%). Следует отметить, что продолжительность окисления анилина (3-15 ч) влияет на соотношение орто- и пара-аминофенолов, выделяемых после гидролиза промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов (табл.).

Сущность заявленного технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Получение орто- и пара-аминофенолов при катализе фталоцианином железа (II)

а) В трехгорлой колбе, снабженной обратным холодильником и механической мешалкой, перемешивают 3 мл (0,03 моль) анилина в 30 мл дистиллированной воды при 45°С до полного растворения анилина, затем в реакционную смесь приливают раствор 6 г NaOH (0,15 моль) в 40 мл воды и прикапывают раствор 14 г (0,06 моль) персульфата аммония в 25 мл воды. После полного прибавления персульфата аммония вносят 0,01 вес% катализатора - фталоцианина железа(II). Реакционную смесь перемешивают при температуре 40°С в течение 3 ч, охлаждают до комнатной температуры, отфильтровывают образовавшийся осадок, фильтрат упаривают при пониженном давлении на 50%. Фильтрат экстрагируют этилацетатом (2×20 мл) для удаления непрореагировавшего анилина, бутанолом (3×50 мл). Бутаноловые фракции объединяют, упаривают досуха, остаток промывают горячим этанолом, выдерживают 12 ч при 0°С, выпавший осадок декантируют, фильтрат упаривают, получают 2,73 г (45%) 4(2)-аминофенилсульфатов в виде густой массы темно-коричневого цвета.

4(2)-Аминофенилсульфат (2). Спектр ЯМР ¹Н (DMSO-d₆, δ м.д.): 5.45 (уш.с, 2Н, NH₂); 6.14 (уш.с, 2Н, NH₂); 6.46-6.50 (м, 1H, ArH); 6.68-6.70 (м, 1Н, ArH); 6.84-6.87 (м, 4Н, ArH); 7.02-7-05 (м, 1H, ArH); 7.19-7.21 (м, 1H, ArH). Спектр ЯМР ¹³С (DMSO-d₆, δ м.д.): 117.20, 117.84, 116.60, 120.45, 121.35, 125.78 (Ar); 138.33, 141.12 (2 C-NH₂); 145.65, 150.12 (2 С-ОН).

б) 2,73 г (0,0133 моль) 4(2)-аминофенилсульфатов растворяют в 30 мл дистиллированной воды при 90°С при перемешивании, после полного растворения прикапывают 0,8 мл (0,026 моль) соляной кислоты. Реакционную смесь нагревают 3 ч, контролируя по ТСХ (элюент этанол:аммиак 4:1), охлаждают до комнатной температуры, подщелачивают раствором NaHCO₃ до рН 7-8, экстрагируют хлороформом (3×10 мл), органический слой сушат MgSO₄, после удаления растворителя получают 1,21 г (83,5%) орто-аминофенола в виде темно-коричневых кристаллов. В пересчете на исходный анилин выход орто-аминофенола составляет 37,5%.

Орто-аминофенол (3). Кристаллы темно-коричневого цвета. Т_пл=172-175°С. Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ м.д.): 4.4 (уш.с, 2Н, NH₂); 6.42 (м, 1H, Н-5); 6.54-6.58 (м, 2Н, ArH); 6.64 (м, 1Н, Н-6). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃, δ м.д.): 115.21 (С-6), 116.17 (С-3), 118.98 (С-4), 120.47 (С-5), 134.02 (C-NH₂), 144.62 (С-ОН).

Водную фазу упаривают досуха, остаток растворяют в этиловом спирте, этанольный экстракт упаривают при пониженном давлении и получают 0,23 г (16,5%) пара-аминофенола в виде светло-коричневых кристаллов. В пересчете на исходный анилин выход пара-аминофенола составляет 7,5%.

Пара-аминофенол (4). Кристаллы светло-коричневого цвета. Т_пл=185-188°С. Спектр ЯМР ¹Н (DMSO-d₆, δ м.д.): 4.37 (уш.с, 2Н, NH₂); 6.37-6.44 (м, 2Н, ArH); 6.44-6.50 (м, 2Н, ArH); 8.33 (уш.с, 1H, ОН). Спектр ЯМР ¹³С (DMSO-d₆, δ м.д.): 115.90, 116.08 (4 СН, Ar), 140.97 (C-NH₂), 148.80 (С-ОН).

Примеры 2-26 приведены в таблице.

Таким образом, предложен способ получения орто- и пара-аминофенолов, позволяющий существенно увеличить выход легкоразделимых целевых орто- и пара-аминофенолов, соотношение которых возможно варьировать в зависимости от продолжительности окисления анилина.

1. Способ получения орто- и пара-аминофенолов путем окисления анилина в щелочной среде, включающий выделение экстракцией бутанолом промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов и их гидролиз соляной кислотой при 85-95°С, отличающийся тем, что окисление анилина проводят персульфатом аммония (ПСА) при мольном соотношении анилин : NaOH : ПСА, равном 1:5:2, температуре 40-60°С в присутствии 0,01-0,03 вес.% фталоцианинового катализатора окисления (фталоцианина кобальта, железа(II), железа(III), марганца, никеля, цинка) в течение 3-15 ч до промежуточных 4(2)-аминофенилсульфатов, реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, экстракцией бутанолом выделяют промежуточные 4(2)-аминофенилсульфаты, которые подвергают кислотному гидролизу с получением смеси орто- и пара-аминофенолов, из которой орто-аминофенол выделяют экстракцией хлороформом, пара-аминофенол остается в водной фазе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение целевых орто- и пара-аминофенолов зависит от продолжительности окисления анилина.

Изобретение относится к применению новой комбинации соединения формулы (I) и соединения формулы (II) при молярном соотношении 1:1 до 1:10 для регулирования реакционной способности и времени желатинизации смесей смол на основе радикально-отверждающихся соединений. Соединения формулы (I) и (II) соответствуют структурным формулам в которых R1 и R2, в каждом случае, независимо друг от друга означают водород, неразветвленную или разветвленную С1-С8-алкильную группу, а X означает-OR3 или -NR3 2, причем R3 является неразветвленной или разветвленной С1-С8-алкильной группой, R является неразветвленной С1-С4-алкильной группой или означает-OR3, причем R3 является неразветвленной С1-С4-алкильной группой, R′ является разветвленной С3-С4-алкильной группой, a R″ является разветвленной С3-С4-алкильной группой.

Способ получения пара-аминофенолов // 2567552

Изобретение относится к новому способу получения пара-аминофенолов, которые являются ценными исходными или промежуточными соединениями, используемыми в органическом синтезе, фармацевтике, агрохимии и в производстве красителей. Способ заключается в окислении соответствующих ароматических аминов в водно-органическом растворителе синглетным кислородом, генерируемым при облучении светом видимого диапазона в присутствии замещенных фталоцианинов в качестве фотосенсибилизаторов.

Модуляторы транспортеров атф-связывающей кассеты // 2556984

Изобретение относится к соединениям формулы A-I, где G1 означает атом водорода или R′; G2 означает атом галогена, CN, CF3, изопропил или фенил, где вышеуказанный изопропил или фенил необязательно замещен вплоть до трех заместителями, независимо выбранными из WRW; G3 означает изопропил или (C3-C10)циклоалифатическое кольцо, где вышеуказанный G3 необязательно замещен вплоть до трех заместителями, независимо выбранными из WRW; W означает связь или (C1-C6)алкилиденовую цепь, где вплоть до двух метиленовых групп остатка W необязательно и независимо заменены на -CO2- или -O-; RW означает R′; и R′ независимо выбирают из атома водорода или (C1-C8)алкильной группы.

Способ модуляции транспортеров атф-связывающей кассеты // 2525115

Изобретение относится к способам лечения или ослабления тяжести заболевания у пациента, где заболевание выбирают из муковисцидоза, наследственной эмфиземы, хронического обструктивного заболевания легких (COPD), болезни «сухой глаз». Способы включают введение пациенту эффективного количества N-(5-гидрокси-2,4-ди-трет-бутилфенил)-4-оксо-1Н-хинолин-3-карбоксамида или фармацевтической композиции, содержащей указанное соединение.

Способ получения аминофенольных соединений // 2376280

Изобретение относится к способу получения аминофенольного соединения, представленного формулой (1) (где каждый из R1 и R2 , которые могут быть одинаковыми или различными, представляет собой атом водорода, C1-С6 алкильную группу, которая может быть замещена фенилом, или фенил; R1 и R2 вместе с соседним атомом азота могут образовывать 5- или 6-членную гетероциклическую группу, выбранную из группы, включающей пиперидинил и пиперазинил; гетероциклическая группа может быть замещена 1 заместителем, выбранным из группы, состоящей из гидроксильной группы, C1-C6 алкильной группы и феноксигруппы, которая может иметь C1-С 6 алкоксигруппу, замещенную 1-3 атомами галогена), который включает введение циклогександионового соединения, представленного формулой (2) в реакцию с аминовым соединением, представленным формулой (3) (где R1 и R2 имеют вышеуказанные значения), при нейтральных или основных условиях.

Соединения, способ получения соединения, фармацевтическая композиция // 2244709

Производные 2-(иминометил)аминофенила, способ их получения, фармацевтическая композиция на их основе и промежуточные вещества // 2183211

Изобретение относится к новым производным 2- (иминометил) аминобензола общей формулы (I), где А означает: либо радикал, представленный в формуле изобретения, в котором R1 и R2 означают, независимо, атом водорода, группу ОН, линейный или разветвленный алкил или алкоксил, имеющий от 1 до 6 атомов углерода, R3 означает атом водорода, линейный или разветвленный алкил с 1-6 атомами углерода или радикал -COR4, R4 означает линейный или разветвленный алкил с 1-6 атомами углерода, либо радикалы, представленные в формуле изобретения, R5 означает атом водорода, группу ОН или линейный или разветвленный алкил или алкоксил с 1-6 атомами углерода, В означает тиенил, Х означает -Z1-, -Z1-CO-, -Z1-NR3-CO, -СН=СН-СО- или простую связь, Y означает радикал, выбираемый из радикалов -Z2-Q, пиперазинил, гомопиперазинил, -NR3-CO-Z2-Q-, -NR3-O-Z2-, -O-Z2-Q-, в которых Q означает простую связь, -O-Z3 и -N(R3)-Z3-, Z1, Z2 и Z3 означают независимо простую связь или линейный или разветвленный алкилен с 1-6 атомами углерода, предпочтительно Z1, Z2 и Z3 означают -(СН2)m-, причем m - это целое число, равное от 0 до 6, R6 означает атом водорода или группу ОН, или их фармацевтически приемлемые соли.

3-замещенные п-аминофенолы в качестве предшественника окислительного красителя при окраске кератиновых волокон и красящая композиция на их основе // 2146124

Изобретение относится к области косметологии. .

Способ очистки ароматических аминов // 2078760

Изобретение относится к органической химии, а именно к технологии получения ароматических аминов. .

Способ получения 4- и/или 6-нитро-2-аминофенолов // 2068407

Изобретение относится к синтезу полупродуктов для красителей, а именно к способу получения 4- и 6-нитро-2-аминофенолов. .

Способ синтеза 4,4'-бис(3-аминофенокси)бифенила // 2783104

Изобретение относится к улучшенному способу синтеза 4,4'-бис(3-аминофенокси)бифенила, который используется для получения полиимидов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками. Способ включает нуклеофильное замещение мета-расположенной нитрогруппы в 1,3-динитробензоле при взаимодействии с 4,4'-дигидроксибифенилом в NMP (N-метилпирролидон) в присутствии К2СО3 и восстановление 4,4'-бис(3-нитрофенокси)бифенила.